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Manufactura y caracterización de lentes poliméricas para sintetizar córneas artificiales
Miguel Arturo Jácome Silva
Angel Cruz Felix
Eduardo Tepichin
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
PDMS lenses
Astigmatic biconic surface profile (ABSP)
Computer Numerical Control (CNC)
Optical characterization
Sagitta equation
Mach-Zehnder interferometer
Shack-Hartmann sensor
En esta tesis, se presenta un protocolo práctico para la manufactura de lentes de polidimetilsiloxano (PDMS) con un perfil superficial bicónico astigmático (PSBA), cuyo objetivo principal es emular las características de la córnea humana. Para lograr este propósito, se utiliza un modelo matemático basado en la ecuación de la sagita, que conduce a un modelo bicónico que se adapta eficazmente a la geometría corneal. En general, el proceso para obtener lentes de PDMS con PSBA se inicia con la generación del modelo matemático, seguido de la manufactura del perfil en un molde utilizando control numérico por computadora (CNC). Una vez que se obtienen los moldes, se procede a la manufactura de las lentes empleando PDMS, utilizando una relación específica de base y agente de curado. De esta manera, se obtienen las lentes de PDMS con PSBA, cuyo procedimiento se describe en este trabajo de tesis. Tras obtener las lentes de PDMS con PSBA, es esencial llevar a cabo su caracterización óptica para determinar parámetros como la distancia focal, la potencia y la calidad óptica. Además, se calcula el índice de refracción de estas lentes poliméricas, se miden los frentes de onda y se reconstruyen para evaluar el comportamiento de las lentes. Asimismo, se obtienen las transformadas de Fourier ópticas y sus interferogramas. Este estudio sienta las bases para la manufactura de lentes poliméricas en el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), inicialmente utilizando PDMS. Sin embargo, es factible emplear otros polímeros cuyos parámetros se ajusten a los de la córnea humana. Estos modelos pueden caracterizarse mediante un interferómetro Mach-Zehnder y un sensor de frente de onda Shack-Hartmann.
In this thesis, a practical protocol for the manufacturing of polydimethylsiloxane (PDMS) lenses with an astigmatic biconic superficial profile (ABSP) is presented, the main purpose of this lenses is to emulate the human cornea. For achieving this, a mathematical model based on the sagitta equation is used, this leads to a biconic model which efficiently adapts to the corneal geometry. Generally, the process for obtaining the ABSP PDMS lenses starts with the generation of a mathematical model, followed by the manufacturing of the profile in a mould using computer numerical control (CNC). Once the molds are obtained, the lenses are manufactured using PDMS, using a specific relation of base and catalyst. In this way, ABSP PDMS lenses are obtained, which procedure is described in this thesis work. After obtaining the ABSP PDMS lenses, it is crucial to carry out its optical characterization for getting parameters such as: focal length, power, and optical quality. Also, the refractive index of these polymeric lenses is calculated, the wavefronts are measured and reconstructed for evaluating the lenses behavior. In addition, the optical transforms are obtained and their interferograms. This study establish the basis for the manufacturing of polymeric lenses inside the National Institute for Astrophysics, Optics and Electronics (INAOE), using PDMS at the moment. However, it is feasible to use any other polymer which parameters can be adjusted to those of the human cornea. These models can be characterized with the aid of a Mach-Zehnder interferometer and a Shack- Hartmann wavefront sensor.
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
14-12-2023
Tesis de maestría
Español
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Jácome Silva, M. A., (2023), Manufactura y caracterización de lentes poliméricas para sintetizar córneas artificiales, Tesis de Maestría, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
ÓPTICA
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